乘用车高度变化对偏置碰撞B柱加速度影响研究

耿拾　颜伏伍

摘要：本文旨在研究由质量变化引起的乘用车高度变化对偏置碰撞B柱加速度影响。首先，利用经过验证的丰田Yaris搭建C-NCAP偏置碰撞仿真模型，然后构建不同整车高度仿真模型，分析高度变化对B柱加速度的影响。结果表明，当整车高度下降较多时对B柱参考点加速度影响偏大，碰撞仿真中需要考虑质量变化引起的高度变化对碰撞仿真精度的影响

关键词：C-NCAP;偏置碰撞;整车高度;B柱加速度

0  引言

国家统计局数据显示，2011年至2017年，全国平均每年发生道路交通事故10万起以上，每年因交通事故致死的人数达5.8万人以上，受伤人数20万人以上，直接财产损失10亿元以上[1]。根据事故车辆不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布情况可知。重叠率为30～40%的事故中乘员严重受伤率最高。因此，进行正面40%偏置碰撞安全性的研究对减轻交通事故中人员的伤亡具有非常重要的意义[2]。在C-NCAP偏置碰撞试验中，车辆前端只有一侧参与碰撞中能量吸收，这种碰撞工况下车身变形大，同时由于碰撞速度大，加速度因此也较大，导致车内乘员更容易受到伤害。文献[3]表明带有仰俯运动的追尾碰撞工况明显比正常姿态下有更加明显的“下钻”趋势，说明碰撞前的姿态对碰撞结果有一定影响。而在C-NCAP偏置碰撞试验中会增加假人、更换液体以及拆除随车工具等[4]，而这些会引起车辆高度变化，可能与企业给出的仿真地面線不一致。

因此，本文应用显式非线性有限元方法，基于2018版C-NCAP偏置碰撞工况研究重量变化引起的高度变化对碰撞加速度的影响。

1  方法

本研究运用一辆由乔治华盛顿大学（George Washington University）的国家碰撞分析中心（National Crash Analysis Center）负责搭建的2010款丰田Yaris乘用车整车碰撞模型，该模型正碰仿真结果与NHTSA的两次NCAP的试验结果作比较，两次试验的编号分别为5677和6221[4]，验证了CAE模型的可靠性，可以用于下一步的仿真分析。按照C-NCAP偏置碰撞要求搭建整车偏置碰撞仿真模型，取左侧B柱内侧底部某点作为加速度参考点，在基础模型上对整车降低5、10、15、20、25mm模拟增加质量引起整车高度下降，共计6种碰撞工况。建立仿真模型如图1所示。

2  结果

如图2所示，不同整车高度下丰田Yaris乘用车B柱参考点加速度时间历程略有不同。0-40ms不同整车高度下的B柱参考点加速度基本相同，40-60ms基础整车高度、整车下移5mm和10mm基本相似，与其他高度则有较大不同。基础整车高度、整车下移5mm和10mm在40-60ms期间的双波峰出现时间比其他整车高度较晚且平均加速度较大。60-100ms整车下移20mm和25mm的B柱参考点加速度波形比其他整车高度波形缓但持续时间更长。

如图3所示，不同整车高度下丰田Yaris乘用车B柱参考点加速度峰值有所不同。整体上B柱加速度峰值随着整车高度下移呈现先增加后减小趋势，加速度极差为2.15g，相差较大。

3  结论

整车高度较高时，B柱参考点加速度在60ms之前相对较大，60ms之后的波形相对陡峭;整车高度较低则刚好相反。B柱加速度峰值随着整车高度下移呈现先增加后减小趋势。当整车高度下降较多时对B柱参考点加速度影响偏大，碰撞仿真中需要考虑质量变化引起的高度变化对碰撞仿真精度的影响。

参考文献：

[1]国家统计局，交通事故数据，http：//data.stats.gov.cn/easyquery.htm？cn=C01.[EB/OL].http：//data.stats.gov.cn/easyquery.htm？cn=C01.

[2]张焜.某车型正面40%偏置碰撞仿真分析及车体结构优化[J].汽车实用技术，2016（05）：84-86，118.

[3]甘顺.基于AEB追尾碰撞的主被动安全一体化仿真分析[D].重庆理工大学，2018.

[4]C-NCAP管理规则[M].天津：中国汽车技术研究中心，2018.

[5]https：//www-nrd.nhtsa.dot.gov/database/VSR/veh/Query Test.aspx.